Anwendungsbeispiel 03/2017 Projektierung von ... · (IO-Devices, I-Devices) eines PROFINET...

https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/29430270

Anwendungsbeispiel 03/2017

Projektierung von Konfigurationssteuerung für IO-Systeme ET 200SP, “ReconfigIOSystem”


Gewährleistung und Haftung

KonfigIOSystem Beitrags-ID: 29430270, V2.0, 03/2017 2

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Gewährleistung und Haftung

Hinweis Die Anwendungsbeispiele sind unverbindlich und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit hinsichtlich Konfiguration und Ausstattung sowie jeglicher Eventualitäten. Die Anwendungsbeispiele stellen keine kundenspezifischen Lösungen dar, sondern sollen lediglich Hilfestellung bieten bei typischen Aufgabenstellungen. Sie sind für den sachgemäßen Betrieb der beschriebenen Produkte selbst verantwortlich. Diese Anwendungsbeispiele entheben Sie nicht der Verpflichtung zu sicherem Umgang bei Anwendung, Installation, Betrieb und Wartung. Durch Nutzung dieser Anwendungsbeispiele erkennen Sie an, dass wir über die beschriebene Haftungsregelung hinaus nicht für etwaige Schäden haftbar gemacht werden können. Wir behalten uns das Recht vor, Änderungen an diesen Anwendungsbeispiele jederzeit ohne Ankündigung durchzuführen. Bei Abweichungen zwischen den Vorschlägen in diesem Anwendungsbeispiel und anderen Siemens Publikationen, wie z. B. Katalogen, hat der Inhalt der anderen Dokumentation Vorrang.

Für die in diesem Dokument enthaltenen Informationen übernehmen wir keine Gewähr. Unsere Haftung, gleich aus welchem Rechtsgrund, für durch die Verwendung der in diesem Anwendungsbeispiel beschriebenen Beispiele, Hinweise, Programme, Projektierungs- und Leistungsdaten usw. verursachte Schäden ist ausgeschlossen, soweit nicht z. B. nach dem Produkthaftungsgesetz in Fällen des Vorsatzes, der groben Fahrlässigkeit, wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit, wegen einer Übernahme der Garantie für die Beschaffenheit einer Sache, wegen des arglistigen Verschweigens eines Mangels oder wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten zwingend gehaftet wird. Der Schadens-ersatz wegen Verletzung wesentlicher Vertragspflichten ist jedoch auf den vertragstypischen, vorhersehbaren Schaden begrenzt, soweit nicht Vorsatz oder grobe Fahrlässigkeit vorliegt oder wegen der Verletzung des Lebens, des Körpers oder der Gesundheit zwingend gehaftet wird. Eine Änderung der Beweislast zu Ihrem Nachteil ist hiermit nicht verbunden. Weitergabe oder Vervielfältigung dieser Anwendungsbeispiele oder Auszüge daraus sind nicht gestattet, soweit nicht ausdrücklich von der Siemens AG zugestanden.

Security-hinweise

Siemens bietet Produkte und Lösungen mit Industrial Security-Funktionen an, die den sicheren Betrieb von Anlagen, Systemen, Maschinen und Netzwerken unterstützen.

Um Anlagen, Systeme, Maschinen und Netzwerke gegen Cyber-Bedrohungen zu sichern, ist es erforderlich, ein ganzheitliches Industrial Security-Konzept zu implementieren (und kontinuierlich aufrechtzuerhalten), das dem aktuellen Stand der Technik entspricht. Die Produkte und Lösungen von Siemens formen nur einen Bestandteil eines solchen Konzepts.

Der Kunde ist dafür verantwortlich, unbefugten Zugriff auf seine Anlagen, Systeme, Maschinen und Netzwerke zu verhindern. Systeme, Maschinen und Komponenten sollten nur mit dem Unternehmensnetzwerk oder dem Internet verbunden werden, wenn und soweit dies notwendig ist und entsprechende Schutzmaßnahmen (z.B. Nutzung von Firewalls und Netzwerksegmentierung) ergriffen wurden.

Zusätzlich sollten die Empfehlungen von Siemens zu entsprechenden Schutzmaßnahmen beachtet werden. Weiterführende Informationen über Industrial Security finden Sie unter http://www.siemens.com/industrialsecurity.

Die Produkte und Lösungen von Siemens werden ständig weiterentwickelt, um sie noch sicherer zu machen. Siemens empfiehlt ausdrücklich, Aktualisierungen durchzuführen, sobald die entsprechenden Updates zur Verfügung stehen und immer nur die aktuellen Produktversionen zu verwenden. Die Verwendung veralteter oder nicht mehr unterstützter Versionen kann das Risiko von Cyber-Bedrohungen erhöhen.

Um stets über Produkt-Updates informiert zu sein, abonnieren Sie den Siemens Industrial Security RSS Feed unter http://www.siemens.com/industrialsecurity.

http://www.siemens.com/industrialsecurity

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Inhaltsverzeichnis


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Inhaltsverzeichnis Gewährleistung und Haftung ...................................................................................... 2

Vorwort .......................................................................................................................... 4

1 Aufgabe und Lösung ......................................................................................... 5

1.1 Aufgabenstellung .................................................................................. 5 1.2 Lösungsmöglichkeit .............................................................................. 5

2 Grundlagen zur Konfigurationssteuerung ...................................................... 7

2.1 Beschreibung der Konfigurationssteuerung für IO-Systeme ................ 7 2.2 Beschreibung der Anweisung „ReconfigIOSystem“ ............................. 8

3 Projektierung und Programmierung .............................................................. 11

3.1 Informationen zur Infrastruktur ........................................................... 11 3.2 Implementierung und Konfiguration der Geräte ................................. 12 3.3 Konfiguration mit optionalen IO-Devices ............................................ 14 3.3.1 Aufbau und Topologie ........................................................................ 14 3.3.2 Konfiguration des IO-Controllers ........................................................ 15 3.3.3 Konfiguration der IO-Devices als optionale IO-Devices ..................... 16 3.3.4 Anpassung am Datensatz „CTRLREC“ .............................................. 17 3.4 Konfiguration mit spezifizierten Portverschaltungen .......................... 19 3.4.1 Aufbau und Topologie ........................................................................ 19 3.4.2 Konfiguration des IO-Controllers ........................................................ 20 3.4.3 Konfiguration der IO-Devices mit spezifizierten

Portverschaltungen ............................................................................ 21 3.4.4 Anpassung am Datensatz „CTRLREC“ .............................................. 23 3.5 Konfiguration mit optionalen IO-Devices und spezifizierten

Portverschaltungen ............................................................................ 25 3.5.1 Aufbau und Topologie ........................................................................ 25 3.5.2 Konfiguration des IO-Controllers ........................................................ 26 3.5.3 Konfiguration der IO-Devices ............................................................. 27 3.5.4 Anpassung am Datensatz „CTRLREC“ .............................................. 29 3.6 Anwenderprogramm ........................................................................... 31

4 Literaturhinweise ............................................................................................. 33

5 Historie.............................................................................................................. 33

Vorwort


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Vorwort Dieses Projektierungsbeispiel ist ein Teil der Dokumente zum Variantenmanagement mit SIMATIC S7. Dieses Kapitel gibt Ihnen einen Überblick zu den verschiedenen Anwendungen.

Definition Variantenmanagement

Das Variantenmanagement ist der Überbegriff für ein innovatives Maschinenkonzept für die Serienfertigung modularer Maschinen, das möglichst einfach an Kundenanforderungen angepasst werden kann. Voraussetzung dafür sind aber ebenso flexible Möglichkeiten. Eine einmal festgelegte Adressierung aller Anlagen- bzw. Maschinenteile muss aufwandsarm ohne Änderung im Engineering-Projekt anpassbar sein.

Die folgende Tabelle zeigt die Anwendungsbereiche des Variantenmanagements:

Begriff Erläuterung der Anwendungsbereiche In dieser Doku

Konfigurations-steuerung auf modularer Ebene

Die Konfigurationssteuerung auf modularer Ebene ermöglicht flexible Ausbaustufen für die dezentrale und zentrale Peripherie innerhalb eines Projekts. Ein einziges STEP 7-Projekt (Maximalausbau) kann also für mehrere Ausbaustufen von Peripherie-Stationen verwendet werden.

Master-projekt

Reale Maschine

Reale Maschine

Ableitung Option 1 Option 2

Konfigurations-steuerung für IO-Systeme

Die Konfigurationssteuerung für IO-Systeme ermöglicht flexible Ausbaustufen und Verschaltungen von Stationen innerhalb eines IO-Systems. Ein einziges STEP 7-Projekt kann also für mehrere konkrete Ausprägungen von IO-Systemen verwendet werden, solange man sie vom Maximalausbau ableiten kann.

BA

Master-projekt

C CA

RealeMaschine

Ableitung

CB

Master-projekt

A

Option 1 Option 2

Mehrfach einsetzbare IO-Systeme

Mehrfach einsetzbare IO-Systeme ermöglichen die Verwendung eines IO-Systems für mehrere Maschinen. Ein in einem STEP 7-Projekt erstelltes PROFINET IO-System kann somit für mehrere Maschinen verwendet werden, da die IP-Adressen und die Gerätenamen durch den IO-Controller und nicht durch das STEP 7-Projekt direkt festgelegt werden.

BA

Master-projekt

C BA

RealeSerienmaschine

C

…

Ableitung

1 Aufgabe und Lösung

1.1 Aufgabenstellung


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1.1 Aufgabenstellung

Beschreibung

Im Serienmaschinenbau besteht oft die Notwendigkeit, dieselbe Maschine in

verschiedenen Ausbaustufen zu verwenden und auszuliefern. Diese Ausbaustufen

werden durch verschiedene Varianten des IO-Systems erreicht. Allerdings führen

die verschiedenen Varianten zu einem erhöhten Projektierungs- und Inbetriebsetzungs-Aufwand.

Anforderungen

Dabei sind folgende Anforderungen zu berücksichtigen:

Effizientes Engineering

Verringerung der Zeit zur Inbetriebsetzung

Einfache Erweiterung der Maschine möglich

Verschiedene Varianten einer Maschine aus einem Projekt

1.2 Lösungsmöglichkeit

Beschreibung

Durch das Variantenmanagement im PROFINET IO-System (Konfigurationssteuerung für IO-Systeme) ist es möglich, aus einem Projekt mehrere konkrete Ausprägungen einer Serienmaschine zu erzeugen.

Die Konfiguration eines IO-Systems kann flexibel für eine bestimmte Anwendung variieren, solange sich die reale Konfiguration aus der projektierten Konfiguration ableiten lässt. So stellt die projektierte Konfiguration die Obermenge aller abzuleitenden realen Konfigurationen dar.

Diese Ableitung geschieht mit Hilfe der Anweisung „ReconfigIOSystem“ mittels Übertragung des Datensatzes „CTRLREC“ an den IO-Controller.


1.2 Lösungsmöglichkeit


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Schematische Darstellung

Abbildung 1-1

PROFINET IE

IO-Device_1 IO-Device_2(optional)

IO-Device_3(optional)

IO-Device_1 IO-Device_3

CBA

Projektierter MaximalausbauOptionenflexibel:A, Doptional:B, C

IO-Device_4

D

Ausgelieferte MaschineOptionen: A, D

Erweiterbar: B, CDA

DCAErweiterte Maschine

Optionen: A, C, DErweiterbar: B


IO-Device_4

Die Konfigurationssteuerung ermöglicht es mit einem Projekt im Maximalausbau verschiedene Ausbaustufen einer Serienmaschine zu betreiben, welche über das Anwenderprogramm ausgewählt werden.

Einsetzbare Komponenten

Die folgenden Komponenten unterstützen die Konfigurationssteuerung:

S7-1500 CPU ab Firmware-Version V1.7 als IO-Controller

STEP 7 ab V13

Dezentrale Peripherie mit PROFINET-Schnittstelle

2 Grundlagen zur Konfigurationssteuerung

2.1 Beschreibung der Konfigurationssteuerung für IO-Systeme


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2.1 Beschreibung der Konfigurationssteuerung für IO-Systeme

Konzept

Das Prinzip der Konfigurationssteuerung ist für den flexiblen Einsatz von Baugruppen und Modulen auf der Geräteebene schon seit langem, unter dem Namen „Optionenhandling“, fester Funktionsbestandteil der SIMATIC S7. Sowohl für zentrale als auch für dezentrale Peripherie lassen sich verschiedene Konfigurationen aus einer Projektierung ableiten.

Mit S7-1500 CPUs ab Firmware-Version V1.7 ist dieses Prinzip auch auf der Ebene von IO-Systemen anwendbar. Sie haben die Möglichkeit, Stationen (IO-Devices, I-Devices) eines PROFINET IO-Systems in einer konkreten Anlage zu aktivieren, deaktivieren oder die Reihenfolge der Stationen zu variieren.

Konfigurationssteuerung für Geräte und Konfigurationssteuerung für IO-Systeme lassen sich miteinander kombinieren; die Funktionen sind voneinander unabhängig.

Aus einem konfigurierten Maximalausbau eines IO-Systems lassen sich abweichende Varianten betreiben. Sie können in einem Serienmaschinen-Projekt einen Baukasten aus IO-Devices vorbereiten, den Sie dann flexibel für verschiedenste Ausbaustufen über die Konfigurationssteuerung anpassen.

Folgende Variationsmöglichkeiten stehen Ihnen zur Verfügung:

Variation der Anzahl beteiligter IO-Devices Die optionalen IO-Devices für die Konfigurationssteuerung nehmen Sie in die Konfiguration auf, indem Sie einen entsprechend Datensatz mit der gewünschten Konfiguration im Anwenderprogramm übertragen.

Variation der Reihenfolge beteiligter IO-Devices Die spezifizierte Portverschaltungen der IO-Devices passen Sie an die real verwendete Topologie an, indem Sie einen entsprechenden Datensatz mit der gewünschten Topologie im Anwenderprogramm übertragen.

Kombination aus optionalen IO-Devices und flexibler Portverschaltung.


2.2 Beschreibung der Anweisung „ReconfigIOSystem“


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Allgemein

Die Anweisung „ReconfigIOSystem“ überträgt den Datensatz „CTRLREC“ an die PROFINET-Schnittstelle der CPU.

Mit der Anweisung kann durch optionale IO-Devices und spezifizierte Portverschaltungen die Topologie des IO-Systems gegebenenfalls auch während des laufenden Betriebs an die Bedürfnisse der Anwendung angepasst werden.

Die folgende Abbildung zeigt das Prinzip der Anweisung „ReconfigIOSystem“.

Abbildung 2-1

DCA

Datensatz „CTRLREC“Festlegung der realen

Konfiguration in „CTRLREC“

Übertragung von „CTRLREC“ mit

„ReconfigIOSystem“

Aktivierung aller IO-Devices der

realen Konfiguration

Deaktivierung

aller IO-Devices

Projektierung des

Maximalausbaus

CBA D

Aufruf „ReconfigIOSystem“ „Mode“ = 1



AB

Datensatz „CTRLREC“

Die folgende Tabelle zeigt die Eingangsparameter des Bausteins „ReconfigIOSystem“.

Tabelle 2-1

Parameter Datentyp Beschreibung

REQ Bool Flankengetriggerter Steuerparameter.

MODE UInt Steuert die Anweisung. Nähere Informationen finden Sie in diesem Kapitel weiter unten.

LADDR HW_Interface HW-Kennung der PROFINET-Schnittstelle des IO-Controllers.

CTRLREC Variant Datensatz zur Steuerung der tatsächlichen Konfiguration des IO-Systems.




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Die folgende Tabelle zeigt die Ausgangsparameter des Bausteins „ReconfigIOSystem“.

Tabelle 2-2

Parameter Datentyp Beschreibung

DONE Bool TRUE, sobald Anweisung beendet ist.

BUSY Bool TRUE, wenn die Anweisung aktiv ist.

ERROR Bool TRUE, wenn die Anweisung fehlerhaft beendet wird.

STATUS DWord Status der Anweisung.

ERR_INFO Word HW-Kennung des zuletzt ermittelten fehlerverursachenden IO-Device.

Arbeitsweise

„ReconfigIOSystem“ ist eine asynchron arbeitende Anweisung. Die komplette Bearbeitung des Auftrages erfolgt über mehrere Aufrufe in den verschiedenen Modi (Parameter „MODE“).

Der Auftrag wird gestartet, sobald am Eingang „REQ“ eine positive Flanke erfasst wurde.

Die Ausgangsparameter „STATUS“, „BUSY“, „DONE“ und „ERROR“ zeigen den Status des Auftrags an.

Parameter „MODE“

Mit dem Parameter „Mode“ wird gesteuert, welche Operation der Baustein „ReconfiIOSystem“ durchführt.

In folgenden drei Modi kann der Baustein „ReconfigIOSystem“ aufgerufen werden:

Modus 1: Deaktivierung aller IO-Devices im IO-System.

Modus 2: Übertragung des Datensatzes „CTRLREC“ an die Steuerung, die durch den Eingang „LADDR“ adressiert ist.

Modus 3: Aktivierung aller IO-Devices im IO-System. Die Umkonfiguration des IO-Systems durch den Datensatz „CTRLREC“ wird berücksichtigt.

Steuerdatensatz „CTRLREC“

Der Steuerdatensatz „CTRLREC“ kann für die Konfiguration von zwei Varianten verwendet werden.

Optionale IO-Devices mittels fest vorgegebener Topologie.

Flexible Anordnung der IO-Devices mittels spezifischer Portverschaltungen.

Die folgende Tabelle zeigt den Aufbau des Datensatzes „CTRLREC“

Tabelle 2-3

Name Datentyp Beschreibung

Version_High,

Version_Low

Word Version des Steuerdatensatzes High Byte: 01

Low Byte: 00

Variante mit fester Topologie.

Number_of_opt_ Devices_used

Word Anzahl der optionalen IO-Devices, die im realen IO-System verwendet werden. Nicht aufgeführte IO-Devices bleiben deaktiviert.

Wenn keine optionalen IO-Devices konfiguriert sind, muss eine „0“ eingetragen werden.




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Name Datentyp Beschreibung

Activate_opt_Device_1 Word Erstes optionales IO-Device, das in der realen Konfiguration vorhanden ist.

Verwenden Sie die Systemkonstante des IO-Devices (Datentyp „HW_Device“).

Activate_opt_Device_n Word N-tes optionales IO-Device, das im realen IO-System vorhanden ist.

Variante mit flexibler Anordnung.

Number_of_Port_ Interconnections_used

Word Anzahl der Portverschaltungen. Wenn keine Port-Verschaltung spezifiziert wird, muss eine „0“ eingetragen werden.

Port_Interconnection_ 1_Local

Word Erste Portverschaltung: HW-Kennung des lokalen Ports.

Verwenden Sie die Systemkonstante des verschalteten Ports (Datentyp „HW_Interface“).

Port_Interconnection_ 1_Remote

Word Erste Port-Verschaltung:

HW-Kennung des Partnerports.

Verwenden Sie die Systemkonstante des verschalteten Ports (Datentyp „HW_Interface“).

Port_Interconnection_ n_Local

Word N-te Portverschaltung: HW-Kennung des lokalen Ports.

Port_Interconnection_ n_Remote

Word N-te Portverschaltung:

HW-Kennung des Partnerports.

Hinweis Ein IO-Device kann nicht zur selben Zeit ein optionales IO-Device sein und spezifizierte Portverschaltungen besitzen.

Ports, die bei den spezifizierten Portverschaltungen nicht im Anwenderprogramm festgelegt sind, erhalten die Deklaration „Beliebiger Partner“ („Any partner“). Die zugehörigen IO-Devices werden aktiviert.

ACHTUNG Die Umkonfigurierung kann je nach Anzahl der Optionalen IO-Devices bzw. flexiblen Portverschaltungen sehr viel Zeit in Anspruch nehmen.

Gegebenenfalls muss die Zykluszeit im Controller erhöht werden!

Version des Datensatzes „CTRLREC“

Die folgende Tabelle erläutert die Versionierung des Datensatzes „CTRLREC“.

Tabelle 2-4

TIA Portal Version V14 V14

Version CTRLREC 1.0 1.0 1.1

Array of Word Word UINT

Symbolische Verknüpfung Ja --- Ja

Numerische Verknüpfung Ja Ja Ja

3 Projektierung und Programmierung

3.1 Informationen zur Infrastruktur


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3.1 Informationen zur Infrastruktur

Softwarepaket

Installieren Sie STEP 7 Professional V14 auf Ihrem PC/PG.

Erforderliche Geräte/Komponenten

Für die vorgestellte Projektierung benötigen Sie folgende Komponenten:

Eine S7-1500 CPU Firmware >= V1.7 (in der Beispielprojektierung wird eine CPU 1516-3 PN/DP verwendet).

Eine SIMATIC MEMORY CARD.

Vier IM 155-6 PN ST Interfacemodule für die ET 200SP mit frei wählbaren Ein- und Ausgabebaugruppen.

Eine Hutschiene für die S7-1500.

Ein PC/PG, auf dem das Projektierungswerkzeug „STEP 7 Professional V14“ installiert ist.

Die nötigen Netzwerkkabel, TP-Kabel (Twisted Pair) nach dem Standard IE FC RJ45 für Industrial Ethernet.

Hinweis Die nachfolgend beschriebene Projektierung bezieht sich explizit auf die im Abschnitt „Erforderliche Geräte/Komponenten“ erwähnten Komponenten.

Aufbau der Infrastruktur

Verbinden Sie alle teilnehmenden Komponenten dieser Lösung über die integrierte PROFINET-Schnittstelle miteinander.


3.2 Implementierung und Konfiguration der Geräte


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Vorbereitung

Öffnen Sie die Konfigurationssoftware TIA Portal und legen Sie ein neues Projekt an.

Implementierung der Geräte

Fügen Sie über die Projektnavigation eine S7-1500 CPU (ab Firmware-Version 1.7) ein.

Fügen Sie in der Übersicht „Geräte & Netze“ („Devices & networks“) die PROFINET Interfacemodule ein und bestücken Sie die verschiedenen Interfacemodule mit den von Ihnen gewünschten Modulen und jeweils einem Servermodul.

Konfiguration der Geräte

Für die Einrichtung der Konfigurationssteuerung müssen Sie die einzelnen Komponenten der Hardware konfigurieren und miteinander verbinden. Gehen Sie hierfür in die Übersicht „Geräte & Netze“ („Devices & networks“).

Gehen Sie wie folgt vor:

1. Markieren Sie im Projektbaum die S7-1500 CPU (IO-Controller) und öffnen Sie dessen Ordner.

2. Öffnen Sie durch einen Doppelklick auf „Gerätekonfiguration“ („Device configuration“) die Gerätesicht der Komponente.

3. Selektieren Sie in der grafischen Ansicht die zu vernetzende Schnittstelle der Komponente. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften der gewählten Schnittstelle angezeigt.




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4. Wählen Sie die Parameter-Gruppe „Ethernet-Adressen“ („Ethernet addresses“) und klicken Sie unter „Schnittstelle vernetzt mit" („Interface networked with“) auf die Schaltfläche „Neues Subnetz hinzufügen" („Add new subnet“).

Abbildung 3-1

Ergebnis Die Schnittstelle wird mit einem neuen Subnetz des geeigneten Subnetztyps verbunden. Dabei werden die Adressparameter der Schnittstelle automatisch konsistent eingestellt.

Anschließend fügen Sie die Interfacemodule in das neu angelegte Netzwerk hinzu. Gehen Sie hierfür in die Übersicht „Geräte & Netze“ („Devices & networks“).

Gehen Sie für jede der verwendeten Peripherie Stationen wie folgt vor:

1. Selektieren Sie in der grafischen Ansicht die zu vernetzende Schnittstelle des Interfacemoduls. Im Inspektorfenster werden die Eigenschaften der gewählten Schnittstelle angezeigt.

2. Wählen Sie die Parameter-Gruppe „Ethernet-Adressen“ („Ethernet addresses“) und wählen Sie unter „Schnittstelle vernetzt mit" („Interface networked with“) das zu verbindenden Subnetz aus der Klappliste „Subnetz" („Subnet“) aus.

Abbildung 3-2

Ergebnis Die Schnittstelle und das ausgewählte Subnetz sind jetzt verbunden. Dabei werden die Adressparameter der Schnittstelle automatisch konsistent eingestellt.


3.3 Konfiguration mit optionalen IO-Devices


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3.3.1 Aufbau und Topologie

Aufbau

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für den projektierten Maximalausbau von optionalen IO-Devices.

Abbildung 3-3

PROFINET IE




CHW-Kennung:

272

BHW-Kennung:

265

AHW-Kennung:

258

Projektierter MaximalausbauOptionen:A, B, C, D


DHW-Kennung:

276

In diesem Beispiel ist es möglich die Optionen beliebig zu wählen und in der ausgelieferten Maschine zu verwenden.

Die Ausgelieferte Maschine kann also mit den verschiedenen Optionen erweitert werden.

Topologie

Die folgende Abbildung zeigt die für das Beispiel zu projektierende Topologie.

Abbildung 3-4

Alle IO-Devices sind als optionale IO-Devices konfiguriert, deshalb müssen alle Ports fest in der Topologie fest verschaltet sein.




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3.3.2 Konfiguration des IO-Controllers

Voraussetzung

Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein:

Der verwendete S7-1500 CPU besitzt eine Firmware >= V1.7.

Der IO-Controller ist einem Subnetz zugeordnet.

Konfiguration des IO-Controllers

Für die Einrichtung der Konfigurationssteuerung mit optionalen IO-Devices müssen am IO-Controller keine Einstellungen vorgenommen werden.

Der IO-Controller muss in der Topologie des Projekts korrekt mit den IO-Devices verschalten sein (siehe Kapitel 3.3.1 unter „Topologie“).




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3.3.3 Konfiguration der IO-Devices als optionale IO-Devices

Voraussetzungen


Die verwendeten Interfacemodule besitzen eine PROFINET-Schnittstelle.

Die dezentralen Peripherie Stationen sind demselben Subnetz zugeordnet wie der IO-Controller.

Die Topologie der IO-Devices ist festgelegt.

Konfiguration der Interfacemodule

Für die Einrichtung von optionalen IO-Devices müssen Einstellungen an den IO-Devices (A, B, C, D) vorgenommen werden, die optional sein sollen.

Gehen Sie folgendermaßen vor:

1. Öffnen Sie die Übersicht „Geräte & Netze“ („Devices & networks“).

2. Öffnen Sie durch einen Doppelklick auf das Bild des jeweiligen IO-Devices die Gerätesicht des jeweiligen IO-Devices.

3. Klicken Sie auf die PROFINET-Schnittstelle des IO-Devices. Öffnen Sie die „Erweiterten Optionen“ („Advanced options“).

4. Aktivieren Sie unter „Schnittstellen-Optionen“ („Interface options“) im Inspektorfenster die Checkbox „Optionales IO-Device“ („Optional IO-Device“).

Abbildung 3-5

Hinweis Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 4 für jede Station, die als optionales „IO-Device“ verwendet werden soll.

Ergebnis Über den Datensatz „CTRLREC“ wird nun bestimmt, welche IO-Devices für welche Variante aktiviert werden sollen. Dieser Steuerdatensatz wird vom Funktionsbaustein „ReconfigIOSystem“ an die IO-Controller des PROFINET IO-Systems übertragen, welcher die IO-Devices nach den im Datensatz enthalten Informationen aktiviert.




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3.3.4 Anpassung am Datensatz „CTRLREC“

Wenn ein IO-Device als optionales IO-Device deklariert ist und in der realen Konfiguration verwendet wird, müssen Sie es mit der Anweisung „ReconfigIOSystem“ aktivieren. Hierfür müssen Sie das optionale IO-Device im Datensatz „CTRLREC“ festlegen, indem Sie die HW-Kennung des IO-Device in den Datensatz eintragen.

Verwenden Sie für die Verschaltung im Datensatz „CTRLREC“ die Systemvariablen der CPU (hier Datentyp „Hw_Device“):

„PLC-Variablen“ > „Alle Variablen anzeigen“ > „Systemkonstanten“ („PLC tags“ > „Show all tags“ > „System constants“)

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für die Verwendung des Beispiels von Kapitel 3.3.1.

Abbildung 3-6

PROFINET IE





CHW-Kennung:

272

BHW-Kennung:

265

AHW-Kennung:

258



DHW-Kennung:

276

Ausgelieferte MaschineOptionen: A, CErweiterbar: B, D

CHW-Kennung:

272

AHW-Kennung:

258

Die ausgelieferte Maschine kann mit den verschiedenen Optionen erweitert werden. In diesem Beispiel werden die Optionen A und C aktiviert. Die Maschine ist auch zu einem späteren Zeitpunkt durch die Optionen B und D erweiterbar.




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Die folgende Tabelle zeigt, wie der Datensatz „CTRLREC“ für das Beispiel beschrieben ist, um die Optionen A und C zu aktivieren. Der Parameter „Number_of_Port_Interconnections_used“ muss hier „0“ sein, da die optionalen IO-Devices fest in der Topologie verschaltet sind.

Tabelle 3-1

Parameter Datentyp Wert

Version Word 16#0100

Number_of_opt_Devices_used Word 2

Activate_opt_Device_1 Word 258


Number_of_Port_Interconnections_used Word 0

Hinweis Die IO-Devices, welche als optionale IO-Devices deklariert sind, müssen in der Topologie des Projekts fest hinterlegt sein.


3.4 Konfiguration mit spezifizierten Portverschaltungen


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Aufbau

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für den projektierten Maximalausbau von spezifizierten Portverschaltungen.

Abbildung 3-7

PROFINET IE

IO-Device_1 IO-Device_2 IO-Device_3

CBA


IO-Device_4

D

A_P1 A_P2 C_P1B_P2B_P1 D_P1C_P2 D_P2

IOC_P1

In diesem Beispiel ist es möglich die Reihenfolge der IO-Devices A, B, C und D beliebig zu tauschen.

Die ausgelieferte Maschine kann also flexibel aufgebaut werden, um zum Beispiel den Verkabelungsaufwand zu reduzieren.

Topologie


Abbildung 3-8




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Voraussetzung





Für die Einrichtung der Konfigurationssteuerung müssen die folgenden Einstellungen am IO-Controller vorgenommen werden:

Hinweis Die folgenden Schritte müssen nur vorgenommen werden, wenn der Partnerport des IO-Controllers flexibel sein soll. Soll er fest an einem IO-Device verbunden sein, können Sie die folgenden Schritte überspringen

1. Öffnen Sie durch einen Doppelklick auf „Gerätekonfiguration“ („Device configuration“) die Gerätesicht des IO-Controller.

2. Klicken Sie auf die zu verbindende PROFINET-Schnittstelle des IO-Controllers. Öffnen Sie die „Erweiterten Optionen“ („Advanced options“).

3. Wählen Sie im Untermenü den Port aus, der mit der Peripherie verbunden ist (hier „IOC_P1“). Stellen Sie im Untermenü „Portverschaltung“ („Port interconnection“) den „Partnerport“ („Partner port“) ein. Wählen Sie in der Dropdownliste die Option „Partner durch Anwenderprogramm einstellen“ („Set Partner by user program“).

Abbildung 3-9

Ergebnis Der Partnerport des lokalen Ports des IO-Controllers wird nun über den Datensatz „CTRLREC“ bestimmt. Dieser Datensatz wird vom Funktionsbaustein „ReconfigIOSystem“ an den IO-Controller des PROFINET IO-Systems geschickt, um diesem die Verschaltung der PROFINET Schnittstellen der IO-Devices zu übertragen.




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3.4.3 Konfiguration der IO-Devices mit spezifizierten Portverschaltungen

Voraussetzungen




Die Portverschaltung der flexibel verwendeten Ports der IO-Devices ist nicht durch die Topologie festgelegt.

Die flexibel verwendeten Ports befinden sich nicht an einem optionalen IO-Device.

Konfiguration der Interfacemodule

Um die IO-Devices flexibel anordnen zu können, müssen folgende Einstellungen an den IO-Devices (A, B, C, D) vorgenommen werden:




4. Wählen Sie im Untermenü den Port aus, mit dem die vorherige Komponente verbunden ist (hier „A_P1“). Stellen Sie unter „Portverschaltung“ („Port interconnection“) den „Partnerport“ („Partner port“) ein. Wählen Sie in der Dropdownliste die Option „Partner durch Anwenderprogramm einstellen“ („Set Partner by user program“).

Abbildung 3-10




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5. Wählen Sie im Untermenü den Port aus, der mit der nachfolgenden Komponente verbunden ist (hier „A_P2“). Stellen Sie unter „Portverschaltung“ („Port interconnection“) den „Partnerport“ („Partner port“) ein. Wählen Sie in der Dropdownliste die Option „Partner durch Anwenderprogramm einstellen“ („Set Partner by user program“).

Abbildung 3-11

Hinweis Wiederholen Sie die Schritte 1 bis 5 für jede Station, die flexibel durch das Anwenderprogramm angeordnet werden soll.

Ergebnis Die Partnerports der Interfacemodule der IO-Devices A, B, C und D werden nun über den Datensatz „CTRLREC“ bestimmt. Dieser Datensatz wird vom Funktionsbaustein „ReconfigIOSystem“ an den IO-Controller des PROFINET IO-Systems geschickt, um diesem die Verschaltung der PROFINET Schnittstellen der IO-Devices zu übertragen.




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Wenn ein IO-Devices flexibel und ohne feste Topologie angeordnet werden soll, müssen Sie es mit der Anweisung „ReconfigIOSystem“ aktivieren. Hierfür müssen die Portverschaltungen im Datensatz „CTRLREC“ festgelegt werden. Es werden jeweils der lokale und der Partnerport der Verbindung angegeben.

Verwenden Sie für die Verschaltung im Datensatz „CTRLREC“ die Systemvariablen der CPU (hier Datentyp „Hw_Interface“):

„PLC-Variablen“ > „Alle Variablen anzeigen“ > „Systemkonstanten“ („PLC tags“ > „Show all tags“ > „System constants“)


Abbildung 3-12

Ausgelieferte Maschine in flexibler ReihenfolgeOptionen: A, B, C, D

PROFINET IE

IO-Device_1 IO-Device_2 IO-Device_3


CBA


IO-Device_4

D

BD


D_P1 D_P2 B_P2B_P1

CA

A_P1 A_P2 C_P1 C_P2


IOC_P1

Die ausgelieferte Maschine kann also in flexibler Reihenfolge aufgebaut werden, um zum Beispiel den Verkabelungsaufwand zu reduzieren. In diesem Beispiel wird die Reihenfolge (A, B, C, D) des Maximalausbaus zu D, B, A, C verändert.




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Die folgende Tabelle zeigt, wie der Datensatz „CTRLREC“ für das Beispiel beschrieben ist, um die Optionen in der Reihenfolge D, B, A, C zu aktivieren.

Tabelle 3-2





Port_Interconnection_1_Local Word IOC_P1

Port_Interconnection_1_Remote Word D_P1

Port_Interconnection_2_Local Word D_P2

Port_Interconnection_2_Remote Word B_P1

Port_Interconnection_3_Local Word B_P2

Port_Interconnection_3_Remote Word A_P1

Port_Interconnection_4_Local Word A_P2

Port_Interconnection_4_Remote Word C_P1

Hinweis Ports der IO-Devices, deren Portverschaltungen im Anwenderprogramm festgelegt werden, dürfen nicht in der Topologie des Projekts festgelegt oder als optionales IO-Device deklariert sein.

Ports, die nicht im Anwenderprogramm festgelegt sind, erhalten die Deklaration „Beliebiger Partner“ („Any partner“). Die zugehörigen IO-Devices werden aktiviert.


3.5 Konfiguration mit optionalen IO-Devices und spezifizierten Portverschaltungen


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Aufbau

Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel für den projektierten Maximalausbau einer Kombination aus optionalen IO-Devices und spezifizierter Portverschaltung.

Abbildung 3-13

PROFINET IE



CHW-Kennung:

272

BHW-Kennung:

265A


IO-Device_4

D


IOC_P1

In diesem Beispiel können die Optionen A und D flexibel untereinander getauscht werden. Die Optionen B und C können nur zusammen mit A und D verwendet, da sie in der Topologie fest an die Schnittstellen „A_P2“ und „D_P1“ verschaltet sind.

Topologie


Abbildung 3-14




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Voraussetzung





Für die Einrichtung der Konfigurationssteuerung müssen folgende Einstellungen am IO-Controller vorgenommen werden:

Hinweis Die folgenden Schritte müssen nur vorgenommen werden, wenn der Partnerport des IO-Controllers flexibel sein soll. Soll er fest an einem IO-Device verbunden sein können Sie die folgenden Schritte überspringen.

1. Öffnen Sie durch einen Doppelklick auf „Gerätekonfiguration“ („Device configuration“) die Gerätesicht des IO-Controller.

2. Klicken Sie auf die zu verbindende PROFINET-Schnittstelle des IO-Controllers. Öffnen Sie die „Erweiterten Optionen“ („Advanced options“).

3. Wählen Sie im Untermenü den Port aus, der mit der Peripherie verbunden ist (hier „IOC_P1“). Stellen Sie im Untermenü „Portverschaltung“ („Port interconnection“) den „Partnerport“ („Partner port“) ein. Wählen Sie in der Dropdownliste die Option „Partner durch Anwenderprogramm einstellen“ („Set Partner by user program“).

Abbildung 3-15

Ergebnis Der Partnerport des lokalen Ports des IO-Controllers wird nun über den Datensatz „CTRLREC“ bestimmt




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3.5.3 Konfiguration der IO-Devices

Voraussetzungen




Die Portverschaltung der flexibel verwendeten Ports der IO-Devices ist nicht durch die Topologie festgelegt.

Die flexibel verwendeten Ports befinden sich nicht an einem optionalen IO-Device.

Konfiguration der Interfacemodule der optionalen IO-Devices

Für die Einrichtung von optionalen IO-Devices müssen die folgenden Einstellungen an den IO-Devices vorgenommen werden, die optional sein sollen. In diesem Beispiel also die IO-Devices B und C:




4. Aktivieren Sie unter „Schnittstellen-Optionen“ („Interface options“) im Inspektorfenster die Checkbox „Optionales IO-Device“ („Optional IO-Device“).

Abbildung 3-16

Ergebnis Welche IO-Devices für welche Variante aktiviert werden sollen, wird nun über den Datensatz „CTRLREC“ bestimmt.




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Konfiguration der flexibel verschalteten Ports der IO-Devices

Um die IO-Devices flexibel anordnen zu können, müssen die folgenden Einstellungen an den IO-Devices vorgenommen werden. In diesem Beispiel also die IO-Devices A und D.



3. Klicken Sie auf die PROFINET-Schnittstelle des IO-Devices, die später flexibel im Anwenderprogramm verschaltet werden soll („A_P1“ und „D_P2“). Öffnen Sie die „Erweiterten Optionen“ („Advanced options“).

4. Wählen Sie im Untermenü den Port aus, mit dem die vorherige Komponente verbunden ist (hier „A_P1“ und „D_P2“). Stellen Sie unter „Portverschaltung“ („Port interconnection“) den „Partnerport“ („Partner port“) ein. Wählen Sie in der Dropdownliste die Option „Partner durch Anwenderprogramm einstellen“ („Set Partner by user program“).

Abbildung 3-17

Ergebnis Die Partnerports der Interfacemodule der IO-Devices A und D werden nun über den Datensatz „CTRLREC“ bestimmt. Dieser Datensatz wird vom Funktionsbaustein „ReconfigIOSystem“ an den IO-Controller des PROFINET IO-Systems geschickt, um diesem die Verschaltung der PROFINET Schnittstellen der IO-Devices und die zu aktivierenden optionalen IO-Devices zu übertragen.




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Wenn Sie die Möglichkeiten der optionalen IO-Devices und der flexiblen Anordnung der IO-Devices kombinieren wollen, müssen Sie die Regeln der einzelnen Features beachten.

Ein optionales IO-Device muss fest in der Topologie des Projekts hinterlegt sein.

Wenn die Portverschaltung im Anwenderprogramm spezifiziert wird, kann der Port nicht Teil eines optionalen IO-Devices sein.

Daraus folgt, dass ein optionales IO-Device immer an einem Port mit einem IO-Device, das durch die spezifizierte Portverschaltung verbunden ist, IO-Controller oder einem Standard IO-Device verschaltet sein muss.


Abbildung 3-18

PROFINET IE




CHW-Kennung:

272

BHW-Kennung:

265A


IO-Device_4

D

AD


D_P2 D_P1 A_P2A_P1

CHW-Kennung:

272

C_P1 C_P2 Ausgelieferte Maschine Optionen: A, C, DErweiterbar:B


IOC_P1

In der ausgelieferten Maschine wird das IO-Device D mit dem Port „D_P2“ an den IO-Controller verschaltet. Das IO-Device A wird mit dem optionalen IO-Device C an D angeschlossen. Die Maschine ist weiterhin durch B erweiterbar.




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Die folgende Tabelle zeigt, wie der Datensatz „CTRLREC“ für das Beispiel beschrieben ist, um mit D an den IO-Controller zu verschalten und A mit der Option C an D anzuhängen.

Tabelle 3-3






Port_Interconnection_1_Local Word IOC_P1

Port_Interconnection_1_Remote Word D_P2


3.6 Anwenderprogramm


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Voraussetzungen

Folgende Voraussetzungen müssen erfüllt sein, damit dass Anwenderprogramm das gewünschte Ergebnis bringt:

Die IO-Devices müssen, wie in Kapiteln 3.3.2, 3.4.2 oder 3.5.2 beschrieben, parametriert sein.

Der Datensatz „CTRLREC“ muss korrekt parametriert sein, um die IO-Devices in ihrer realen Konfiguration zu aktivieren.

Programm

Das Anwenderprogramm ist für alle Varianten der Konfigurationssteuerung identisch.

Die folgende Abbildung zeigt das Prinzip, wie die Anweisung „ReconfigIOSystem“ verwendet wird.

Abbildung 3-19

Deaktivierung

der IO-Devices

Start

Übertragung von

„CTRLREC“

Aktivierung der

IO-Devices

Parametrierung

von „CTRLREC“

Fehlerausgabe mit HW-Kennung des

IO-Devices

Im Anlauf der CPU /im laufenden Betrieb

Done

1

2

3

4




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Um optionale IO-Devices via Anwenderprogramm wie in der realen Konfiguration zu aktivieren, gehen Sie wie folgt vor:

1. Erzeugen Sie einen Datensatz „CTRLREC" für die Anweisung „ReconfigIOSystem" in einem DB. Informationen zum Aufbau des Datensatzes finden Sie in Kapitel 2.2.

2. Rufen Sie die Anweisung "ReconfigIOSystem" im „OB 1“ auf und wählen Sie den MODE 1, um alle IO-Devices zu deaktivieren.

Hinweis Wenn Sie die CPU in den Zustand „STOP“ oder „NETZ-AUS“ bringen, um in diesem die Anlage umzubauen (z. B. um ein optionales IO-Device hinzuzufügen), dann ist kein explizites Deaktivieren mit "ReconfigIOSystem" mit Modus 1 erforderlich. In diesem Fall sind alle IO-Devices automatisch deaktiviert.

3. Sobald alle IO-Devices deaktiviert sind, rufen Sie erneut die Anweisung "ReconfigIOSystem" auf. Wählen Sie den MODE 2 zum Übertragen des Datensatzes „CTRLREC“.

4. Nach erfolgreicher Übertragung des Datensatzes wiederholen Sie den Aufruf der Anweisung "ReconfigIOSystem". Wählen Sie den MODE 3 zum Aktivieren aller IO-Devices, die zur aktuellen Konfiguration gehören.

Ergebnis

Die CPU aktiviert folgende IO-Devices:

Alle IO-Devices, die Sie nicht als optionale IO-Devices parametriert haben.

Alle optionalen IO-Devices, die im Steuerdatensatz (CTRLREC) aufgeführt sind.

Folgende IO-Devices bleiben deaktiviert:

Docking Units (im Betrieb wechselnde IO-Devices).

Optionale IO-Devices, die im Steuerdatensatz nicht aufgeführt sind.

Hinweis Rufen Sie die Anweisung „ReconfigIOSystem“ für alle Werte des Parameters „MODE“ mit demselben Steuerdatensatz „CTRLREC“ auf.

ReconfigIOSystem#_Beschreibung_

4 Literaturhinweise



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4 Literaturhinweise Tabelle 4-1

Thema

\1\ Siemens Industry Online Support

https://support.industry.siemens.com

\2\ Downloadseite des Beitrages https://support.industry.siemens.com/cs/ww/de/view/29430270

5 Historie

Tabelle 5-1

Version Datum Änderung

V1.0 06/2016 Erste Ausgabe

V2.0 03/2017 Upgrade auf STEP 7 V14

https://support.industry.siemens.com/


Anwendungsbeispiel 03/2017 Projektierung von ... · (IO-Devices, I-Devices) eines PROFINET...

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